DE602004004942T2

DE602004004942T2 - Virtuelle Netzwerkadressen

Info

Publication number: DE602004004942T2
Application number: DE602004004942T
Authority: DE
Inventors: Aloysius Arthur III Ixia Wild; Nick Ixia Ambrose
Original assignee: Ixia
Current assignee: Ixia
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2004-05-21
Publication date: 2007-12-13
Anticipated expiration: 2024-05-22
Also published as: US20040240440A1; DE602004004942D1; EP1482712B1; ATE355695T1; JP2005006303A; US7440415B2; EP1482712A1

Description

Ein Teil dieses Patentdokuments enthält Material, welches dem Urheberschutz unterliegt. Dieses Patentdokument kann Sachen zeigen und/oder beschreiben, welche zur Aufmachung des Inhabers gehören oder gehören werden. Der Urheber und der Aufmachungsinhaber hat keine Einwände gegen eine Reproduktion der Patentoffenbarung durch Dritte, so wie sie in den Patentakten oder Aufzeichnungen des Patent- und Markenamts erscheint, behält sich ansonsten aber alle Urheber- und Aufmachungsrechte vor.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft das Prüfen und Analysieren von Kommunikationsnetzwerken, -systemen und -einrichtungen und insbesondere das Aufbauen und Verwenden von virtuellen Netzwerkadressen.
Beschreibung des verwandten Standes der Technik
Netzwerke, wie das Internet, bieten vielfältige Daten von allen möglichen Arten, welche unter Verwendung vielfältiger Netzwerkeinrichtungen übermittelt werden, einschließlich von Servern, Routern, Hubs, Switches und anderen Einrichtungen. Bevor ein Netzwerk genutzt wird, wird das Netzwerk, einschließlich der darin enthaltenen Netzwerkeinrichtungen üblicherweise getestet, um einen erfolgreichen Betrieb sicherzustellen. In ähnlicher Weise können vor dem Plazieren einer Website in dem Internet die Website und die zugehörigen Server und die anderen Netzwerkeinrichtungen getestet werden, um sicherzustellen, dass sie wunschgemäß funktionieren und die voraussichtlichen Verkehrsanforderungen aushalten können.
Um den Aufbau, die Installation und die Wartung von Netzwerken und Websites zu unterstützen, können Netzwerke mit Netzwerkanalysierereinrichtungen, Netzwerküberwachungseinrichtungen und Netzwerkprotokollkonformitätssystemen erweitert werden, welche hier alle als Netzwerktestsysteme bezeichnet werden. Die Netzwerktestsysteme können das Senden, Erfassen und Analysieren von Netzwerkdatenübertragungen ermöglichen.
Eine Art von Netzwerktestsystem ist der Verkehrsgenerator. Verkehrsgeneratoren werden verwendet, um simulierte Daten auf einem wirklichen Netzwerk oder Testnetzwerk zu verursachen. Einige Verkehrsgeneratoren werden mit Verkehrsmustern geladen, und der Verkehrsgenerator verursacht gemäß diesen Mustern Daten auf dem Netzwerk. Beispielsweise können Verkehrsgeneratoren verwendet werden, um Websites und Netzwerkkommunikationseinrichtungen zu testen.
So wie der Begriff hier verwendet wird, ist eine netzwerkfähige Einrichtung eine beliebige Einrichtung, die die Möglichkeit hat, über ein Netzwerk zu kommunizieren. In vielen Netzwerken haben netzwerkfähige Einrichtungen jeweils eine Media Access Control- bzw. Medienzugriffssteuerungs-Adresse (MAC-Adresse), um die netzwerkfähige Einrichtung in dem Netzwerk zu identifizieren. Eine Recheneinrichtung oder eine andere netzwerkfähige Einrichtung kann eine Netzwerkschnittstellenkarte (NIC) zum Zugreifen auf ein Ethernet-Netzwerk enthalten. Die NIC hat eine eindeutige MAC-Adresse.
Eine MAC-Adresse wird von Industrienormen als Hardwareadresse definiert, welche die netzwerkfähige Einrichtung eindeutig identifiziert. In der Ethernet-Norm und der Norm IEEE 802, enthält die MAC-Adresse sechs Oktetts mit insgesamt 48 Bits. Die ersten drei Oktetts der Adresse entsprechen dem organisatorisch eindeutigen Identifizierer (OUI – Organizationally Unique Identifier) des Herstellers. Der OUI wird von dem IEEE zugewiesen. Die verbleibenden drei Oktetts der Adresse identifizieren die netzwerkfähige Einrichtung eindeutig und werden als organisatorisch eindeutige Adresse (OUA – Organizationally Unique Address) bezeichnet. Die OUA wird üblicherweise von dem Hersteller der netzwerkfähigen Einrichtung zugewiesen. Die MAC-Adressen werden üblicherweise zugewiesen, wenn die netzwerkfähige Einrichtung hergestellt wird und können in Firmware gespeichert werden.
Ein Patent, US 5,590,285 mit dem Titel Virtual Network Addresses, schlägt vor, dass mehrere Hardware-MAC-Adressen in eine Netzwerkschnittstellenkarte eingebaut werden und dass nach einer Mehrzahl von MAC-Adressen gefiltert wird.
In aktuellen Netzwerktestsystemen und in Netzwerktestsystemen enthaltenen Karten hat jedes NIC eine einzige eindeutige MAC-Adresse.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden hier eine Netzwerkkarte und ein Netzwerktestsystem und ein Verfahren beschrieben und in den beigefügten Ansprüchen spezifiziert.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Umgebung.
2 zeigt ein Blockschaltbild einer einem Aspekt der Erfindung entsprechenden Netzwerkkarte.
3 zeigt ein Blockschaltbild einer einem anderen Aspekt der Erfindung entsprechenden Netzwerkkarte.
4 zeigt ein Flussdiagramm der Aktionen, die gemäß einem Aspekt der Erfindung ausgeführt werden, um mehrere virtuelle MAC-Adressen zu erzeugen.
5 zeigt ein Flussdiagramm der Aktionen, die gemäß einem Aspekt der Erfindung ausgeführt werden, um eine an eine der Mehrzahl von virtuellen MAC-Adressen adressierte Dateneinheit zu empfangen.
6 zeigt ein Flussdiagramm der Aktion, die gemäß einem Aspekt der Erfindung ausgeführt werden, um eine Dateneinheit von einer der Mehrzahl der virtuellen MAC-Adressen zu senden.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In dieser Beschreibung sind die gezeigten Ausführungsformen und Beispiele als typische Beispiele zu betrachten und nicht als Beschränkungen der Einrichtungen und Verfahren der vorliegenden Erfindung.
Systeme der Erfindung
Es wird nun auf 1 Bezug genommen, in der ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Umgebung gezeigt ist. Die Umgebung enthält ein Netzwerkprüfsystem bzw. -testsystem 100, ein Netzwerk 140 und mehrere netzwerkfähige Einrichtungen 150.
Das Netzwerktestsystem 100 kann eines oder mehrere der folgenden Elemente enthalten oder sein: einen Verkehrsgenerator, einen Leistungsanalysator, ein Konformitätsvalidierungssystem, einen Netzwerkanalysator und/oder ein Netzwerkmanagementsystem. Das Netzwerktestsystem 100 kann eine oder mehrere Netzwerkkarten 120 und eine Rückwandplatine 110 enthalten. Das Netzwerktestsystem 100 kann die Form einer Europakarte (card rack) haben, wie in 1 gezeigt ist, oder kann eine integrierte Einheit sein. Alternativ kann das Netzwerktestsystem aus einer Anzahl von separaten Einheiten bestehen, die zusammenwirken, um die Verkehrserzeugung und andere Aufgaben bereitzustellen. Das Netzwerktestsystem 100 und die Netzwerkkarten 120 können einen oder mehrere bekannte Standards oder Protokolle unterstützen, beispielsweise den 10-Gigabit-Ethernet-Standard und den Fibre-Channel-Standard, sie können gesetzlich geschützte Protokolle unterstützen und können andere Protokolle unterstützen sowie einen oder mehrere Arten der IEEE-802-Ethernet-Standards, wie beispielsweise IEEE 802.3 und IEEE 802.11.
Die Netzwerkkarten 120 können ein oder mehrere feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGA – field programmable gate arrays), anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC – application specific integrated circuits), programmierbare Logikeinrichtungen (PLD – programmable logic devices), programmierbare Logik-Arrays (PLA – programmable logic arrays), Prozessoren und andere Arten von Einrichtungen enthalten.
Zusätzlich können die Netzwerkkarten 120 Software und Firmware enthalten. Der Begriff Netzwerkkarte umfasst Leitungskarten, Testkarten, Analysekarten, Netzwerkleitungskarten, Lademodule, Schnittstellenkarten, Netzwerkschnittstellenkarten, Datenschnittstellenkarten, Paketmaschinenkarten, Servicekarten, Smart-Karten, Switch- bzw. Schalterkarten, Relais-Zugangskarten und dergleichen.
Jede Netzwerkkarte 120 kann eine oder mehrere Schaltungen, Chips oder Chipsätze enthalten, die es der Netzwerkkarte 120 erlauben, als eine oder mehrere netzwerkfähige Einrichtung bzw. Einrichtungen zu arbeiten. Eine netzwerkfähige Einrichtung ist eine Einrichtung, welche über das Netzwerk 140 kommunizieren kann. Bei einer Ausführungsform enthält jede Netzwerkkarte 120 eine Schaltung, einen Chip oder einen Chipsatz und zugehörige Hardware und Software, welche es der Netzwerkkarte 120 ermöglichen, über ein Netzwerk zu kommunizieren. Die Netzwerkkarten 120 können über eine Verdrahtung, eine optische Faser, drahtlos oder auf sonstige Weise mit dem Netzwerk verbunden sein. Jede Netzwerkkarte 120 kann ein einziges Kommunikationsprotokoll unterstützen, kann eine Anzahl von verwandten Protokollen unterstützen oder kann eine Anzahl von nicht verwandten Protokollen unterstützen. Die Netzwerkkarten 120 können in dem Netzwerktestsystem 100 permanent installiert sein, können austauschbar sein oder können eine Kombination aus beidem sein. Wie detaillierter im folgenden beschrieben wird, kann jede Netzwerkkarte 120 zusätzlich oder anstelle einer einzigen traditionellen MAC-Adresse eine oder mehrere virtuelle MAC-Adressen bereitstellen. Auf diese Weise kann jede Netzwerkkarte 120 als mehr als ein Knoten oder Client in dem Netzwerk dienen. Jede Netzwerkkarte 120 kann mehrere MAC-Adressen enthalten und kann mehrere virtuelle Netzwerkschnittstellenkarten (NICs – network interface cards) emulieren und/oder mehrere netzwerkfähige Einrichtungen.
Die Rückwandplatine 110 kann als Bus oder Kommunikationsmedium für die Netzwerkkarten 120 dienen. Die Rückwandplatine 110 kann die Netzwerkkarten 120 auch mit Energie versorgen.
Die netzwerkfähigen Einrichtungen 150 können beliebige Einrichtungen sein, die über das Netzwerk 140 kommunizieren können. Die netzwerkfähigen Einrichtungen 150 können Recheneinrichtungen sein, wie beispielsweise Workstations, Personalcomputer, Server, tragbare Computer, PDA-Computer (PDAs), Rechentabletts und dergleichen; Peripherieeinrichtungen, wie beispielsweise Drucker, Scanner, Facsimilegeräte und dergleichen; netzwerkfähige Speichereinrichtungen, einschließlich Plattenlaufwerke, wie beispielsweise Network-Attached-Storage(NAS) – und Storage-Area-Network (SAN)-Einrichtungen; Netzwerkeinrichtungen, wie beispielsweise Router, Relais, Firewalls, Hubs, Switches, Brücken und Multiplexer. Zusätzlich können die netzwerkfähigen Einrichtungen 150 Anwendungen wie Kühlschränke, Waschmaschinen und dergleichen umfassen, sowie Wohn- oder Geschäfts-HLK-Systeme, Alarmsysteme, Telefone sowie beliebige andere Einrichtungen oder Systeme, die über ein Netzwerk kommunizieren können. Die netzwerkfähigen Einrichtungen 150 können als Einrichtungen im Test bezeichnet werden (DUTs – devices under test).
Das Netzwerk 140 kann ein lokales Netzwerk (LAN), ein Fernnetzwerk (WAN), ein Speichernetzwerk (SAN) sein. Das Netzwerk 140 kann verdrahtet, drahtlos oder eine Kombination von beiden sein und kann das Internet enthalten oder das Internet sein. Das Netzwerk 140 kann öffentlich oder privat sein und kann ein getrenntes Testnetzwerk sein. Datenübertragungen in dem Netzwerk 140 können verschiedene Formen aufweisen, einschließlich Frames, Zellen, Datagrammen, Paketen oder anderen Informationseinheiten, die hier alle als Dateneinheiten bezeichnet werden. Das Netzwerktestsystem 100 und die netzwerkfähigen Einrichtungen 150 können gleichzeitig miteinander kommunizieren und es kann mehrere logische Kommunikationsverbindungen zwischen dem Netzwerktestsystem 100 und einer vorgegebenen netzwerkfähigen Einrichtung 150 geben. Das Netzwerk 150 kann aus einer Vielzahl von Knoten bestehen, welche zahlreiche physikalischen und logischen Pfade zur Übertragung von Daten bereitstellt.
Es wird nun auf 2 Bezug genommen, in der ein Blockschaltbild einer einem Aspekt der Erfindung entsprechenden Netzwerkkarte 210 dargestellt ist. Die Netzwerkkarte 210 kann die Netzwerkkarte 120 gemäß 1 sein. Die Netzwerkkarte 210 enthält einen Prozessor 212, einen Speicher 216 und eine Netzwerkschnittstellenschaltung 218. Der Prozessor 212, der Speicher 216 und die Netzwerkschnittstellenschaltung 218 können auf einem einzigen Chip beispielsweise einem FPGA enthalten sein oder können eine Kombination mehrerer Chips oder Einrichtungen sein. Die Netzwerkschnittstellenschaltung 218 kann ein darin enthaltenes MAC-Management-Modul 214 aufweisen, oder ein FPGA mit einer Netzwerkschnittstellenschaltung 218 kann ein darin integriertes MAC-Management-Modul aufweisen. Alternativ kann das MAC-Management-Modul 214 als Software auf einem Festplattenlaufwerk oder einem anderen maschinenlesbaren Medium enthalten sein (z. B. einem Kompakkt-Disc-Nur-Lese-Speicher bzw. CD-ROM, Diskette) oder auf einer Flash-Speichereinrichtung oder einer anderen Speichereinrichtung (z. B. einem elektronisch löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher oder EEPROM), welche mit dem Prozessor 212 und/oder der Netzwerkschnittstellenschaltung 218 über einen Bus oder eine andere Kopplungstechnik gekoppelt sein können.
Der Prozessor 212 kann mit dem Speicher 216 und der Netzwerkschnittstellenkarte 218 gekoppelt sein. Der Prozessor 212 kann jeder beliebige Prozessor oder jede beliebige Verarbeitungseinrichtung sein, die Befehle ausführen kann. Befehle umfassen Objektcode, Assemblercode, Befehle höherer Programmiersprachen, und andere Befehlsarten. Die Befehle können permanent oder vorübergehend auf der Netzwerkkarte 210 gespeichert werden. Der Prozessor 212 kann von außerhalb der Netzwerkkarte Befehle empfangen, beispielsweise Verkehrsmuster, die die Netzwerkkarte erzeugen soll. Der Prozessor 212 kann eine Anwendungsprogrammierschnittstelle (API) zur externen Steuerung der Netzwerkkarte 210 aufweisen. Ein Benutzer kann ein Softwareprogramm auf einem Host verwenden, um Kommandos einzugeben, welche die Befehle erzeugen, die an den Prozessor 212 gesendet werden. Der Prozessor 212 kann die Befehle im Speicher 216 vor, nach und während ihrer Ausführung speichern.
Der Speicher 216 kann eine beliebige Speichereinrichtung sein, einschließlich Direktzugriffsspeicher (RAM). Zusätzliche Speichereinrichtungen können in der Netzwerkkarte 210 enthalten sein. Andere Arten von Speichereinrichtungen, beispielsweise Flash-Speicher sowie EEPROMs, können in der Netzwerkkarte 210 enthalten sein.
Die Netzwerkschnittstellenschaltung 218 enthält die Software, Firmware und/oder Hardware, welche es der Netzwerkkarte 210 ermöglicht, über ein Netzwerk via PHY 220 zu kommunizieren. Die Netzwerkschnittstellenschaltung 218 kann als Port bezeichnet werden. Es kann mehrere Ports auf jeder Netzwerkkarte 210 geben. Jeder Port/jede Netzwerkschnittstellenschaltung 218 kann ein oder mehrere Protokolle unterstützen, welche der Datenverbindungsschicht(DLL)-Anforderung des OSI-Referenzmodells und/oder den LLC- und MAC-Schichten des Standards IEEE 802 entsprechen.
Das MAC-Management-Modul 240 kann Software und/oder Firmware sein, welche ermöglicht, dass mehrere MAC-Adressen der Netzwerkschnittstellenschaltung 218 zugeordnet werden. Ein Anwendungsprogramm oder ein anderes Softwareprogramm, Modul oder Subroutine kann anfordern, dass eine oder mehrere MAC-Adressen der Netzwerkschnittstelle 218 zugewiesen werden. Dies kann dadurch erzielt werden, dass eine Anforderung an das MAC-Management-Modul 214 der Netzwerkschnittstellenschaltung über eine API ausgegeben wird, dass ein Prozeduraufruf oder eine Subroutine aufgerufen wird, oder dadurch dass Daten an eine Speicher- oder Registerstelle der Netzwerkschnittstellenkarte platziert werden und ein Interrupt aufgerufen wird. Das MAC-Management-Modul 214 kann eine MAC-Adresstabelle oder eine andere Datenstruktur führen, um eine Liste der MAC-Adressen zu führen, die der Netzwerkschnittstelle 218 zugewiesen werden und mit dieser verbunden sind. Die MAC-Adresstabelle kann im Speicher 216 gespeichert werden, in einer Speichereinrichtung auf dem FPGA, ASIC oder einer anderen Einrichtung, auf welcher die Netzwerkschnittstellenschaltung 218 implementiert ist.
Die PHY 220 kann ein dickes Koaxialkabel (beispielsweise RG-11) sein, ein dünnes Koaxialkabel (beispielsweise RG-58), ein Kabel der Kategorie (CAT) 3, 4 oder 5, welche auch bekannt ist als ungeschirmtes verdrilltes Paar (UTP – unshielded twisted pair), drahtlos oder dergleichen. Die Netzwerkschnittstellenschaltung 218 und die PHY 220 können das Ethernet, Fast-Ethernet, Gigabit-Ethernet, IEEE 802 und/oder andere Kommunikationsstandards unterstützen, einschließlich beispielsweise des asynchronen Transfermodus (ATM), Fiber-Distributed-Data-Interface (FDDI), Token-Ring, 1000BaseT, 100BaseT, 10BaseT, 10BaseF, 10Base2, 10Base5 und dergleichen. Das im Zusammenhang mit 1 oben beschriebene Netzwerk 140 unterstützt auch einen oder mehrerer dieser Standards.
Gemäß den hier beschriebenen Systemen und Verfahren kann die Netzwerkschnittstelle 118 ausgehende Dateneinheiten 230 von mehreren MAC-Adressen über PHY 220 erzeugen. Die Netzwerkschnittstellenschaltung 218 kann eingehende Dateneinheiten 240 empfangen, die an mehrere MAC-Adressen über PHY 220 adressiert sind.
Es wird nun auf 3 Bezug genommen, in der ein Blockschaltbild der Netzwerkkarte 300 gemäß einem Aspekt der Erfindung dargestellt ist. Die Netzwerkkarte 300 kann die Netzwerkkarte 120 gemäß 1 sein. Die Netzwerkkarte 300 kann eingehende Dateneinheiten empfangen und ausgehende Dateneinheiten über die PHY 350 senden. Die Netzwerkkarte 300 enthält einen Medienzugriffssteuerungs(MAC)-Schichttreiber 340, welcher die Kommunikation über die spezielle Art der physikalischen Schicht, d. h. die PHY 350, ermöglicht. Beispielsweise kann der Treiber 340 eine Kommunikation über ein oder mehrere Koaxialkabel, ein dünnes Koaxialkabel, CAT-5-Cable/UTP, drahtlos und auf andere Weise unterstützen.
Der Demultiplexer 330 ist in der Netzwerkkarte 330 enthalten. Der Demultiplexer 330 ist mit dem Treiber 340 virtuell oder logisch gekoppelt. Der Demultiplexer 330 empfängt von dem Treiber 340 eingehende Dateneinheiten. Die eingehenden Dateneinheiten können an eine oder mehrere MAC-Adressen adressiert sein. Der Demultiplexer 330 ist mit den Software-Netzwerkein richtungen 320 logisch oder virtuell gekoppelt 332. Der Demultiplexer 330 leitet eingehende Dateneinheiten, die jeder der verschiedenen MAC-Adressen zugeordnet sind, an jede der Software-Netzwerkeinrichtungen 320 weiter oder macht sie diesen verfügbar.
Die Software-Netzwerkeinrichtungen 320 sind Einrichtungen, die gemäß dem Linux-Betriebssystem 310 oder gemäß einem anderen Betriebssystem erzeugt wurden. Im Linux-Betriebssystem oder in Versionen des Unix-Betriebssystems kann ein IOCTL-Aufruf verwendet werden, um Software-Netzwerkeinrichtungen zu erzeugen/auf diese zuzugreifen. Jeder Software-Netzwerkeinrichtung 320 ist eine andere MAC-Adresse zugeordnet.
Der Treiber 340 verbindet jede MAC-Adresse mit einer entsprechenden Software-Netzwerkeinrichtung bzw. bildet sie darauf ab. Der Treiber 340 kann eine MAC-Adresstabelle in Form einer Datenbank, Liste oder einer anderen Datenstruktur führen, welche MAC-Adressen Netzwerkeinrichtungen zuordnet. Auf diese MAC-Adressliste kann zugegriffen werden, wenn eine IOCTL, API oder eine andere Subroutine oder Prozedur verwendet wird, um auf eine MAC-Adresse/Netzwerksoftwareeinrichtung zuzugreifen und/oder zu erzeugen.
Die Software-Netzwerkeinrichtungen 320 leiten eingehende Dateneinheiten an Netzwerkschicht-, Sitzungsschicht-, Präsentationsschicht- und Anwendungsschicht-Softwareprogramme über das Linux-Betriebssystem 310 weiter oder machen sie diesen verfügbar. Die Sitzungsschicht und/oder Netzwerkschicht-Softwareprogramme können in dem Linux-Betriebssystem 310 enthalten sein. Die in dem Linux-Betriebssystem enthaltene Netzwerkschicht kann beispielsweise das TCP-Protokoll (transmission control protocol), das IP-Protokoll (internet protocol), das UDP-Protokoll (user datagram protocol) und/oder andere Protokolle unterstützen. Buchsen bzw. Sockel oder andere API, die von einem Betriebssystem wie Linux 310 bereitgestellt werden, können von den oberen Schichten und den Anwendungsprogrammen 302 verwendet werden, um auf die Software-Netzwerkeinrichtungen 320 zuzugreifen. Auf diese Weise können Anwendungsprogramme und andere Software der oberen Schichten auf die Soft ware-Netzwerkeinrichtungen 320 mit den virtuellen MAC-Adressen in der gleichen Weise zugreifen, wie die Anwendungsprogramme auf traditionelle Netzwerkeinrichtungen zugreifen.
Von jeder der verschiedenen MAC-Adressen ausgehende Dateneinheiten können erzeugt und gesendet werden auf der Basis von Befehlen, die von einem Anwendungsschichtprogramm 302 außerhalb der Netzwerkkarte 300 empfangen werden. Bei anderen Ausführungsformen kann das Anwendungsprogramm 302 in der Netzwerkkarte enthalten sein und/oder mehrere Anwendungsprogramme 302 können sowohl außerhalb der Netzwerkkarte 300 als auch in der Netzwerkkarte 300 angeordnet sein. Das Anwendungsprogramm 302 kann angeben, dass Dateneinheiten von einer speziellen MAC-Quelladresse gesendet werden, indem auf die entsprechende Software-Netzwerkeinrichtung 320 zugegriffen wird. Die Software-Netzwerkeinrichtungen 320 empfangen Informationen und/oder Befehle, um Dateneinheiten zu erzeugen und/oder von einem oder mehreren Anwendungsprogrammen 302 oder anderen Programmen der oberen Schichten über das Linux Betriebssystem 310 zu senden. Jede der Software-Netzwerkeinrichtungen 320 ist logisch oder virtuell mit dem Treiber 340 gekoppelt 322. von einem Netzwerkschichtprogramm, einem Anwendungsprogramm oder einem anderen Programm einer oberen Schicht initiierte ausgehende Dateneinheiten werden von einer Netzwerkeinrichtung 320 über den Treiber 340 über die PHY 350 gesendet.
Wie in den vorhergehenden Absätzen angegeben ist, können die Software-Netzwerkeinrichtungen 320 in Kombination mit unterstützenden Komponenten jeweils als virtueller NIC und/oder Netzwerkknoten dienen. Auf diese weise kann ein Anwendungsprogramm eine einzige Netzwerkkarte zum Emulieren mehrerer virtueller NICs verwenden, die jeweils eine andere MAC-Adresse haben. Die MAC-Adressen können zufällig und/oder sequentiell erzeugt werden. Die MAC-Adressen können einen organisatorisch eindeutigen Identifizierer (OUI – Organizationlly Unique Identifier) des Einrichtungs- oder Systemherstellers und eine sequentiell oder zufällig ausgewählte organisatorisch eindeutige Adresse (OUA – Organisationally Unique Address) enthalten. Das Testsystem kann es einem Benutzer erlauben, OUIs und OUAs manuell auszuwählen. Das Testsystem kann es einem Benutzer ermöglichen, auszuwählen, ob die OUI und/oder die OUA zufällig oder sequentiell erzeugt werden soll.
Anders als das US-Patent Nr. 5,590,285 mit dem Titel Virtuelle Netzwerkadressen, welches beschreibt, dass mehrere MAC-Hardware-Adressen in eine Netzwerkschnittstellenkarte eingebaut werden, ermöglichen die hier beschriebenen Systeme und Verfahren, dass ein Anwendungsprogramm mehrere MAC-Adressen für eine einzige Netzwerkkarte über einen Prozeduraufruf oder eine andere Technik erzeugt, dass die gewünschte(n) MAC-Adresse oder -Adressen angegeben werden, dass angegeben wird, ob die MAC-Adresse oder -Adressen ganz oder teilweise zufällig erzeugt werden soll(en) und/oder dass angegeben wird, ob die MAC-Adresse oder -Adressen sequentiell erzeugt werden soll(en). Dementsprechend kann eine einzige Netzwerkkarte, welche die hier beschriebenen Systeme und Verfahren verwendet, von einem Netzwerktestprogramm beim Testen eines Netzwerks verwendet werden, um mehrere traditionelle Hardware-NICs zu ersetzen.
Erfindungsgemäße Verfahren
Es wird nun auf 4 Bezug genommen, in der ein Flussdiagramm der gemäß einem Aspekt der Erfindung ausgeführten Aktionen gezeigt ist, um mehrere virtuelle MAC-Adressen zu erzeugen. Es wird eine Anforderung zur Erzeugung einer Anzahl virtueller MAC-Adressen empfangen, wie in Block 410 gezeigt ist. Diese Anforderung kann von einem Anwendungsprogramm, beispielsweise einem Netzwerk-Testprogramm, einem Netzwerkverkehrserzeugungsprogramm sowie von anderen Programmen erstellt werden. Diese Anforderung kann unter Verwendung eines Prozeduraufrufs erstellt werden, kann erreicht werden, indem Daten in Registern eines Prozessors platziert werden und ein Interrupt aufgerufen wird und durch andere Techniken. Diese Anforderung kann angeben, dass eine oder mehrere Software-Netzwerkeinrichtungen mit einer spezifizierten MAC-Adresse erzeugt werden sollen, einer zufälligen MAC-Adresse oder einer teil weise spezifizierten und teilweise zufälligen MAC-Adresse. Das Netzwerktestprogramm oder eine andere Anwendung kann spezielle MAC-Adressen oder Teile von diesen bezeichnen, kann numerische Grenzen spezifizieren, innerhalb der die MAC-Adressen zufällig und/oder sequentiell erzeugt werden sollen und/oder kann fordern, dass eine oder mehrere OUIs und die OUAs der MAC-Adressen zufällig und/oder sequentiell erzeugt werden.
Die angeforderte Anzahl virtueller MAC-Adressen wird erzeugt, wie es im Block 420 dargestellt ist. Für jede der virtuellen MAC-Adressen kann eine Software-Netzwerkeinrichtung erzeugt werden, wie in Block 430 dargestellt ist. Dies kann dadurch erreicht werden, dass eine Linux-Einrichtungserzeugungstechnik verwendet wird, beispielsweise ein IOCTL-Aufruf. Eine MAC-Adresse, welche die MAC-Adressen und die zugehörigen Software-Netzwerkeinrichtungen auflistet, wird aktualisiert wie in Block 440 gezeigt ist.
Die virtuellen MAC-Adresstabellenliste und die zugehörigen Software-Netzwerkeinrichtungen werden zurückgegeben oder verfügbar gemacht, wie im Block 450 gezeigt ist. Dies kann dadurch erreicht werden, dass ein Zeiger auf die Software-Netzwerkeinrichtung weitergeleitet wird, welcher von dem Betriebssystem erkannt werden kann, dass ein Identifizierer der Software-Netzwerkeinrichtung zurückgesendet wird, der von dem Betriebssystem erkannt wird, oder durch andere Techniken. Der Identifizierer kann eine Textkette, eine Zahl, eine Kombination aus beiden oder ein beliebiger Identifizierer sein.
Es wird nun auf 5 Bezug genommen, in der ein Flussdiagramm der Aktionen gezeigt ist, die gemäß einem Aspekt der Erfindung ausgeführt werden, um eine Dateneinheit zu empfangen, die an eine der mehreren virtuellen MAC-Adressen adressiert ist. Eine an eine der einer Netzwerkkarte zugeordneten virtuellen MAC-Adressen adressierte Dateneinheit kann von einem Netzwerk über die PHY empfangen werden, wie im Block 510 gezeigt ist. Auf eine MAC-Adresstabelle kann Bezug genommen werden, um eine entsprechende Software-Netzwerkeinrichtung zu identifizieren, wie im Block 520 gezeigt ist. Die Dateneinheit kann an die Software-Netzwerkeinrichtung weitergeleitet wer den, die der in der Dateneinheit spezifizierten virtuellen MAC-Adresse zugeordnet ist, wie im Block 530 gezeigt ist. Die Dateneinheit wird über die Software-Netzwerkeinrichtung Anwendungsprogrammen verfügbar gemacht, wie im Block 540 gezeigt ist. Auf die Dateneinheit kann dann von einem Anwendungsprogramm über einen IOCTL-Aufruf an die Software-Netzwerkeinrichtung zugegriffen werden, eine Buchse, das warten in einer der Software-Netzwerkeinrichtung zugeordneten Warteschlange, eine API oder mit anderen Techniken.
Es wird nun auf 6 Bezug genommen, in der ein Ablaufdiagramm der Aktionen gezeigt ist, die gemäß einem Aspekt der Erfindung ausgeführt werden, um eine Dateneinheit von einer der mehreren virtuellen MAC-Adressen zu senden. Ein Anwendungsprogramm bereitet eine Anforderung zum Senden einer Dateneinheit vor, in dem es auf eine Software-Netzerkeinrichtung zugreift, wie in Block 610 gezeigt ist. Dies kann dadurch erreicht werden, dass eine Linux-Schnittstelle zu der Software-Netzwerkeinrichtung über einen Prozeduraufruf verwendet wird. Dieser Prozeduraufruf kann einen Zugriff auf eine Buchse oder eine andere der Software-Netzwerkeinrichtung zugeordnete API bereitstellen. Dies kann ebenfalls dadurch erreicht werden, dass Daten in Registern eines Prozessors platziert werden und ein Interrupt aufrufen wird und mit anderen Techniken. Eine Software-Netzwerkeinrichtung empfängt die Anforderung zum Senden einer Dateneinheit von der Software-Netzwerkeinrichtung an eine Zieladresse, wie in Block 620 gezeigt ist. Eine von der der Software-Netzwerkeinrichtung zugeordneten virtuellen MAC-Adresse adressierte Dateneinheit wird wie in Block 630 gezeigt ist, vorbereitet. Die Dateneinheit wird mit Hilfe eines Treibers auf das Netzwerk gesendet, wie in Block 620 gezeigt ist.
Gemäß den in den 4, 5 und 6 beschriebenen Verfahren kann ein Anwendungsprogramm und/oder ein Benutzer auf die mehreren MAC-Adressen einer einzelnen Netzwerkkarte zugreifen, um eine Mehrzahl von Dateneinheiten zu empfangen, zu emulieren und/oder zu erzeugen, um die Leistungsfähigkeit einer oder mehrerer DUTs zu bewerten. Auf diese Weise kann eine einzige die hier beschriebenen Verfahren verwendende Netzwerkkarte mehrere traditionelle Hardware-NICs ersetzen.
Obwohl beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, ist es für Fachleute klar, dass eine Vielzahl von Änderungen, Modifikationen oder Abwandlungen an der Erfindung, wie sie hier beschrieben wurde, vorgenommen werden kann, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen. Es sollte klar sein, dass alle diese Änderungen, Modifikationen und Abwandlungen im Schutzbereich der Erfindung liegen.

Claims

Eine Netzwerkkarte (218), aufweisend: einen Treiber (340) zum Senden von Dateneinheiten in ein Netzwerk und zum Empfangen von Dateneinheiten aus einem Netzwerk; einem Demultiplexer (330) zum Empfangen von eintreffenden Dateneinheiten vom dem Treiber und zum Verteilen der eintreffenden Dateneinheiten an eine Mehrzahl von Software-Netzwerkeinrichtungen, entsprechend Zieladressen, die in den eintreffenden Dateneinheiten spezifiziert sind; ein Managementmodul (214) zum Erzeugen der Mehrzahl von Software-Netzwerkeinrichtungen (320) auf Anforderung, wobei jede Software-Netzwerkeinrichtung eine zugeordnete Medien-Zugriffssteuerungs (Media Access Control), MAC, -Adresse aufweist, wobei die Software-Netzwerkeinrichtung ausgehende Dateneinheiten unter Verwendung des Treibers auf das Netzwerk sendet, wobei die Software-Netzwerkeinrichtungen die zugeordneten MAC-Adressen als Quelladressen spezifizieren, wobei die Software-Netzwerkeinrichtungen eintreffende Dateneinheiten von dem Demultiplexer empfangen.
Die Netzwerkkarte (218) gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend: ein Betriebssystem (310), durch welches ein oder mehrere Anwendungsprogramme zum Senden von Dateneinheiten und zum Empfangen von Dateneinheiten auf die Netzwerkeinrichtungen zugreifen können.
Die Netzwerkkarte (218) gemäß Anspruch 1, wobei das Anwendungsprogramm sich auf der Netzwerkkarte befindet.
Die Netzwerkkarte (218) gemäß Anspruch 1, wobei das Netzwerk ein Ethernet-Netzwerk ist.
Die Netzwerkkarte (218) gemäß Anspruch 1, ferner mit einem Prozessor und einem Speicher.
Die Netzwerkkarte gemäß Anspruch 1, wobei die Anforderung eine Anzahl von zu erzeugenden Software-Netzwerkeinrichtungen enthält und eine Bestimmung, ob die MAC-Adressen Anforderer-bereitgestellt sind oder erzeugt werden sollen.
Die Netzwerkkarte gemäß Anspruch 1, wobei die MAC-Adressen einen organisatorisch eindeutigen Identifizierer, OUI, aufweisen und eine organisatorisch eindeutige Adresse, OUA, und die Bestimmung enthält, ob der OUI Anforderer-bereitgestellt ist oder erzeugt werden soll und ob die OUA Anforderer-bereitgestellt ist oder erzeugt werden soll.
Die Netzwerkkarte gemäß Anspruch 7, wobei die Bestimmung enthält, ob die MAC-Andressen zufällig oder sequenziell erzeugt werden sollen.
Ein Netzwerk-Prüfsystem (100), mit der Netzwerkkarte (120) aus Anspruch 1.
Ein Netzwerk (140), mit einem Netzwerk-Prüfsystem, welches wenigstens eine Netzwerkkarte gemäß Anspruch 1 enthält.
Ein Verfahren, aufweisend: Verarbeiten einer Anforderung (410) von einem Anforderer zum Erzeugen (420) einer Anforderer-spezifizierten Mehrzahl von Software-Netzwerkeinrichtungen mit einer entsprechenden Mehrzahl von Media Access Control, MAC, -Adressen (430); Zuordnen der Mehrzahl von MAC-Adressen zu einer Netzwerk-Schnittstellenschaltung (218); Bereitstellen der Mehrzahl von MAC-Adressen und Identifizierern für die Mehrzahl von Software-Netzwerkeinrichtungen (320) an den Anforderer.
Das Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Anforderung eine Anzahl von zu erstellenden Software-Netzwerkeinrichtungen und eine Bestimmung enthält, ob die MAC-Adressen Anforderer-bereitgestellt oder zu erzeugen sind.
Das Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei die MAC-Adressen einen organisatorisch eindeutigen Identifizierer, OUI, und eine organisatorisch eindeutige Adresse, OUA, enthalten, und die Bestimmung enthält, ob der OUI Anforderer-bereitgestellt ist oder erzeugt werden soll und ob die OUA Anforderer-bereitgestellt ist oder erzeugt werden soll.
Das Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei die Bestimmung enthält, ob die MAC-Adressen zufällig oder sequenziell erzeugt werden sollen.
Das Verfahren gemäß Anspruch 11, ferner aufweisend: Empfangen von eintreffenden Dateneinheiten über das Netzwerk, welche an die MAC-Adressen adressiert sind, die der Netzwerkschnittstellen-Schaltung zugeordnet sind, Weiterleiten der eintreffenden Dateneinheiten an Software-Netzwerkeinrichtungen, entsprechend den Ziel-MAC-Adressen, die in den eintreffenden Dateneinheiten spezifiziert sind.
Das Verfahren gemäß Anspruch 11, ferner aufweisend: Empfangen von Anforderungen über die Software-Netzwerkeinrichtungen, ausgehende Dateneinheiten an eine oder mehrere Zieladressen von einer oder mehreren MAC-Adressen, die den Software-Netzwerkeinrichtungen zugeordnet sind, zu versenden. Übermitteln der ausgehenden Dateneinheiten über das Netzwerk an die Zieladressen.
Das Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei das Zuordnen ferner aufweist: Aktualisieren einer MAC-Adresstabelle, welche eine Liste von MAC-Adressen und zugeordneten Netzwerk-Softwareeinrichtungsidentifizierern enthält.
Das Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei das Weiterleiten ferner aufweist: Bezug nehmen auf eine MAC-Adresstabelle zum Bestimmen, welche Software-Netzwerkeinrichtungen den Ziel-MAC-Adressen entsprechen, die in den eintreffenden Dateneinheiten spezifiziert sind.
Das Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei das Empfangen unter Verwendung einer Sockelschnittstelle erreicht wird, die durch ein Betriebssystem bereitgestellt wird.
Das Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei das Übermitteln ferner aufweist: Bezug nehmen auf eine MAC-Adresstabelle zum Bestimmen, welche Ziel-MAC-Adressen den Software-Netzwerkeinrichtungen entsprechen, die die Anforderungen empfangen haben.